I slutningen af 1800-tallet udviklede forskere grundlaget for fuldt ud at udnytte vandkraft og naturgas, to former for energi, der driver meget af verdens infrastruktur i dag. Ud over deres fordele udgør begge former logistiske, økonomiske og etiske udfordringer og fremmer en vis debat om deres langsigtede levedygtighed som bæredygtige energikilder.
Udnyttelse af strømme
Egyptiske og græske civilisationer brugte strømmen af strømmende vand for tusinder af år siden, først ved hjælp af vandhjul til at dreje møllesten og male hvede. Senere fabrikker i 1700'erne udviklede lignende systemer til masseproduktion af tekstiler og møbler. At gifte den elektriske generator i slutningen af 1800-tallet med vandkraft er det, der aktiverede en stabil strømkilde. I 1881 blev Niagara Falls stedet for det første vandkraftværk, der blev brugt til at drive byens gadelygter. Over 200 flere planter blev bygget i USA i løbet af de næste 10 år. Efter Bureau of Reclamation blev grundlagt i 1902 blev der bygget over 220 dæmninger til kunstvanding og kraft over det vestlige USA, og 56 var udstyret med vandkraftværker.
Vandkraftudfordringer
Dæmningerne, der bruges til at generere vandkraft, påvirker miljøet på flere niveauer. Arter, der trives i flodøkosystemer, kan lide i reservoiret skabt af en dæmning, og næringsrige sedimenter fanget af dæmningskonstruktion kan resultere i mindre fertilitet for oversvømmelser og deltaer nedstrøms. Overraskende bidrager dæmninger også til drivhusgasopbygning, når levende planter nedsænket af et nydannet reservoir dør og nedbrydes til kuldioxid eller metan. Dæmninger medfører også betydelige omkostninger for jordrettigheder, hvor det er relevant, konstruktion og vedligeholdelse.
Har brug for en rørledning
Gamle optegnelser fra 200 f.Kr. angive, hvordan kineserne skabte bambusrørsystemer til forbrænding af naturgas, som de brugte til at fordampe saltvand og producere salt. Ligeledes byggede infrastrukturen i 1800'erne, at naturgas kunne transporteres med rør og bruges til lys i husholdnings- og forretningskonstruktioner. Efterspørgslen efter elektricitet kombineret med de iboende vanskeligheder ved transport af naturgas blev begrænset udbredt vedtagelse, skønt produktionen stadig steg til at imødekomme den regionale efterspørgsel efter opvarmning af vand, boliger og madlavning. Produktionen af naturgas toppede i USA i 1973; omkring 17 procent af den naturgas, der anvendes i USA, importeres nu, hovedsagelig fra Canada.
Naturlige overvejelser
Naturgas producerer langt mindre kuldioxid, når den forbrændes, hvilket gør den til en renere energikilde end andre fossile brændstoffer som olie eller kul. Det skal dog opbevares og transporteres i højtryksforseglelige indeslutningssystemer, ellers lækker det. Naturgasaflejringer forekommer ofte nær kulminer og oliebrønde og består typisk af metan med andre forbindelser såsom butan, propan, vanddamp eller kuldioxid. Naturgas kan også ekstraheres fra ukonventionelle kilder, såsom methan ekstraheret fra lossepladser eller rensningsanlæg, hvilket gør det til en vedvarende ressource. Naturgas, såsom aflejringer, der findes i lavt kullag, kan indeholde store mængder vand, hvilket skaber afstrømning eller bortskaffelse af komplikationer for det lokale miljø.
